JPH11230870A - Nitrogen oxide detecting device - Google Patents

Nitrogen oxide detecting device

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Publication number
JPH11230870A
JPH11230870A JP10034394A JP3439498A JPH11230870A JP H11230870 A JPH11230870 A JP H11230870A JP 10034394 A JP10034394 A JP 10034394A JP 3439498 A JP3439498 A JP 3439498A JP H11230870 A JPH11230870 A JP H11230870A
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JP
Japan
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air
nitrogen oxide
gas
gas flow
flow path
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Withdrawn
Application number
JP10034394A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shiro Takeda
志郎 武田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH11230870A publication Critical patent/JPH11230870A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To implement a compact, lightweight, and inexpensive device suitable for continuously detecting and measuring nitrogen oxide over a long period of time with little need for time or energy for maintenance, and therefore without attendance in regard to a nitrogen oxide detecting device. SOLUTION: A nitrogen oxide detecting device is provided with a switching valve 4, into which air is directly supplied through the first gas channel 71 , and into which air is supplied through the second gas channel 72 and a column 3 filled with particles (e.g. alumina beads) holding potassium permanganates; and an NO2 gas sensor 5 in an electrochemical system, into which air containing NOx of NO+NO2 or air containing only approximately NO2 discharged from the switching valve 4 through the third gas channel 73 .

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、空気中の窒素酸化
物濃度を測定するのに好適な小型且つ軽量の窒素酸化物
検知装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small and light nitrogen oxide detector suitable for measuring the concentration of nitrogen oxide in air.

【0002】窒素酸化物或いは硫黄酸化物などは、酸性
雨や光化学スモッグの原因物質であり、また、人間を神
経過敏症にしたり、呼吸器官へダメージを与える大気汚
染物質であることが知られていて、これ等の大気汚染物
質を検知して測定することは重要である。
[0002] Nitrogen oxides or sulfur oxides are known to be the causative agents of acid rain and photochemical smog, and are also air pollutants that make humans nervous or cause respiratory damage. Therefore, it is important to detect and measure these air pollutants.

【0003】特に窒素酸化物は、自動車の排気ガス中に
多く含まれ、従って、自動車走行数の多少に対応して濃
度に高低があるので、その濃度を検知することで環境汚
染の状態を知ることができる。
[0003] In particular, nitrogen oxides are contained in a large amount in the exhaust gas of automobiles. Therefore, the concentration of the nitrogen oxides varies depending on the number of automobiles. Therefore, the state of environmental pollution can be known by detecting the concentration. be able to.

【0004】然しながら、現用の検知装置は、大型、且
つ、高価である為、多数の拠点に設置して多くの情報を
蒐集するには問題があるので、本発明では、その問題を
解消する一手段を開示する。
[0004] However, since the current detection device is large and expensive, there is a problem in gathering a lot of information by installing it in a large number of bases, and the present invention solves the problem. Means are disclosed.

【0005】[0005]

【従来の技術】一般に、空気中の窒素酸化物濃度を測定
する代表的且つ主流の測定手段として化学発光法が知ら
れていて、下記の式(1)及び(2)は、その方法を実
施した場合の化学反応を表す式である。
2. Description of the Related Art In general, a chemiluminescence method is known as a representative and mainstream measuring means for measuring the concentration of nitrogen oxides in the air, and the following equations (1) and (2) implement the method. It is a formula showing the chemical reaction in the case of doing.

【0006】 NO+O3 →NO2 * +O2 ・・・・(1) NO2 * →NO2 +hν ・・・・(2)NO + O 3 → NO 2 * + O 2 (1) NO 2 * → NO 2 + hν (2)

【0007】化学反応発光法に於いては、NOとオゾン
を反応させ、式(1)に見られるように励起状態のNO
2 * とO2 を生成させ、そのNO2 * が式(2)に見ら
れるように基底状態に戻るときに発生する蛍光の量を測
定する方法であって、NO2は予めNOに還元しておく
ことで測定することができる。
In the chemical reaction luminescence method, NO and ozone are reacted, and as shown in equation (1), NO in an excited state
To generate 2 * and O 2, the NO 2 * is a method of measuring the amount of fluorescence generated when returning to the ground state as seen in equation (2), NO 2 is reduced to a pre NO It can be measured by keeping it.

【0008】前記したところから判るように、化学反応
発光法を実施するには、オゾン発生器が必要であり、そ
して、一定濃度のオゾンを発生させる為に一定濃度の酸
素が必要であり、しかも、オゾンを発生させるガス中の
水分を除去する為、例えば、シリカゲル入りカラムが必
要であり、また、NO2 を測定する場合には、NOに還
元する為の触媒と温度が300〔℃〕となるように加熱
する為の加熱装置が必要である。
[0008] As can be seen from the above, in order to carry out the chemical reaction luminescence method, an ozone generator is required, and a certain concentration of oxygen is required to generate a certain concentration of ozone. In order to remove water in the gas that generates ozone, for example, a column containing silica gel is required, and when measuring NO 2 , a catalyst for reducing to NO and a temperature of 300 ° C. Therefore, a heating device for heating is required.

【0009】このように、化学反応発光法では、オゾン
を使用することが必須であり、これに起因して別の問題
が派生する。
As described above, in the chemical reaction luminescence method, it is essential to use ozone, and this causes another problem.

【0010】例えば、オゾンは有害物質であるから、式
(1)に見られる反応に寄与しなかったオゾンを大気中
にそのまま放出することはできず、従って、オゾンを無
害化する為の装置、例えば酸素に還元する為の装置が必
要となる。
For example, since ozone is a harmful substance, ozone that did not contribute to the reaction shown in the formula (1) cannot be released into the atmosphere as it is, and therefore, a device for detoxifying ozone, For example, a device for reducing oxygen is required.

【0011】また、化学発光法では、多くの化学反応を
させることが必要である為、それに用いる部品点数も多
くなり、必然的に検知装置は高価なものとなり、加え
て、複雑なガスの流路が必要であるから、大型化するこ
とが避けられず、一例を挙げると400〔mm〕×50
0〔mm〕×200〔mm〕にもなっている。
Further, in the chemiluminescence method, it is necessary to cause many chemical reactions, so that the number of parts used in the method is increased, and the detecting device is inevitably expensive, and in addition, complicated gas flow is required. Since a road is necessary, it is unavoidable that the size is increased. For example, 400 [mm] × 50
It is also 0 [mm] × 200 [mm].

【0012】加えて、薬品を交換するなどのメンテナン
スも頻繁に行なう必要があり、従って、屋外に設置し
て、無人で且つ継続的に検知及び測定を行なうには不向
きであった。
[0012] In addition, maintenance such as replacement of chemicals must be performed frequently, and therefore, it is not suitable for installation outdoors to perform unattended and continuous detection and measurement.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、小型軽量且
つ安価で保守の手間が掛からず、従って、無人の状態で
長期間に亙り、継続的に窒素酸化物を検知・測定するの
に好適な装置を実現させようとする。
The present invention is small, lightweight, inexpensive and requires little maintenance, and is therefore suitable for detecting and measuring nitrogen oxides continuously for a long time in an unmanned state. To realize a simple device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明に於いては、NO
をNO2 に酸化し、NO及びNO2 の濃度、それ等の総
計であるNOx の濃度を求める電気化学方式(要すれ
ば、特開平7−234203号公報、を参照)を利用
し、また、低濃度の汚染物質の標準濃度を作り出す装置
であるゼロガス発生器の技術を利用することが基本にな
っている。尚、以下の説明に於いては、NO、NO2
NOx などの濃度を[NO]、[NO2 ]、[NOx
で表すことにする。
According to the present invention, NO
Is oxidized to NO 2 , and an electrochemical method (refer to JP-A-7-234203, if necessary) is used to determine the concentrations of NO and NO 2 and the total concentration of NO x , It is based on the use of zero gas generator technology, a device that creates a standard concentration of low concentration of pollutants. In the following description, NO, NO 2 ,
The concentrations of NO x and the like are set to [NO], [NO 2 ], [NO x ]
Will be represented by

【0015】ゼロガス発生器とは、通常の空気中に含ま
れる微量の汚染物質を全て除去して清浄な空気を得る為
の装置であって、その装置内で用いられている窒素酸化
物の除去手段では、過マンガン酸カリウムを多くの微細
な空隙をもつアルミナ・ビーズ、即ち、活性アルミナ・
ビーズに含浸させたものをカラム中に充填しておき、そ
のカラムに空気を流すことで、空気中のNOが酸化され
てNO2 に変化するので、そのNO2 をカーボンブラッ
クに吸着させるようにしている。
[0015] The zero gas generator is a device for obtaining clean air by removing all traces of contaminants contained in ordinary air, and removing nitrogen oxides used in the device. As a measure, potassium permanganate is converted into alumina beads having many fine voids, that is, activated alumina.
Those impregnated beads leave packed in a column, by flowing the air into the column, since NO in air and changes into oxidized NO 2, and the NO 2 to be adsorbed by carbon black ing.

【0016】前記したところから、本発明に依る窒素酸
化物検知装置に於いては、(1)空気が第1のガス流路
(例えば第1のガス流路71 )を流れて直接送入され且
つ空気が第2のガス流路(例えば第2のガス流路72
及び過マンガン酸カリウムを保持した粒子(例えばアル
ミナ・ビーズ)を充填したカラム(例えばカラム3)を
流れて送入される切り替え弁(例えば切り替え弁4)
と、該切り替え弁から送出されるNO+NO2 であるN
x を含む空気或いは略NO2 のみを含む空気が第3の
ガス流路(例えば第3のガス流路73 )を流れて送入さ
れる電気化学方式のNO2 ガス・センサ(例えば定電位
電解タイプのNO2 ガス・センサ5)とを備えてなるこ
とを特徴とするか、又は、
From the above description, in the nitrogen oxide detecting apparatus according to the present invention, (1) air is directly fed through a first gas flow path (for example, the first gas flow path 7 1 ). It is and air second gas flow path (eg, the second gas flow path 7 2)
And a switching valve (for example, switching valve 4) that is fed through a column (for example, column 3) packed with particles (for example, alumina beads) holding potassium permanganate
And N which is NO + NO 2 sent out from the switching valve.
An electrochemical NO 2 gas sensor (for example, a constant type) in which air containing O x or air containing substantially only NO 2 flows through a third gas flow path (for example, the third gas flow path 7 3 ) and is supplied thereto. A potential electrolysis type NO 2 gas sensor 5), or

【0017】(2)前記(1)に於いて、電気化学方式
のNO2 ガス・センサが定電位電解タイプ或いは起電力
測定タイプの何れかであることを特徴とするか、又は、
(2) In the above (1), the electrochemical NO 2 gas sensor is either a constant potential electrolysis type or an electromotive force measurement type, or

【0018】(3)前記(1)或いは(2)に於いて、
ガス流路の適所に設置され空気を流すポンプ(例えばポ
ンプ1)及び空気の流量を検出して該ポンプの動作を制
御するガス流量計(例えばガス流量計2)を備えてなる
ことを特徴とする。
(3) In the above (1) or (2),
It is characterized by comprising a pump (for example, a pump 1) installed at an appropriate position in a gas flow path for flowing air and a gas flow meter (for example, a gas flow meter 2) for detecting the flow rate of air and controlling the operation of the pump. I do.

【0019】前記手段を採ることに依り、化学発光法を
実施する窒素酸化物検知装置に比較し、小型且つ安価で
あって、また、保守が容易である窒素酸化物検知装置を
実現することができ、無人且つ継続的な検知及び測定を
行なうのに好適である。
By adopting the above-mentioned means, it is possible to realize a nitrogen oxide detector which is smaller, cheaper and easier to maintain than a nitrogen oxide detector which performs a chemiluminescence method. It is possible to perform unattended and continuous detection and measurement.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態を説
明する為の窒素酸化物検知装置を表す要部ブロック図で
あり、図に於いて、1はポンプ、2はガス流量計、3は
カラム、4は切り替え弁、5はNO2 ガス・センサ、6
はガス送入管、71 ,72 ,73 は第1乃至第3のガス
流路、8はガス送出管をそれぞれ示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a main block diagram showing a nitrogen oxide detecting device for explaining an embodiment of the present invention, in which 1 is a pump, and 2 is a gas flow meter. 3, column, 4 switching valve, 5 NO 2 gas sensor, 6
Indicates a gas inlet pipe, 7 1 , 7 2 , and 7 3 indicate first to third gas flow paths, and 8 indicates a gas delivery pipe.

【0021】ポンプ1は、ガス流量計2からの流量信号
がフィードバックされ、その信号で動作制御されるよう
になっている。尚、ポンプ1及びガス流量計2は、NO
2 ガス・センサ5の送出側にあるガス送出管8に設置し
てもよい。
The pump 1 is fed back with a flow rate signal from the gas flow meter 2 and its operation is controlled by the signal. Note that the pump 1 and the gas flow meter 2
(2) It may be installed in the gas delivery pipe 8 on the delivery side of the gas sensor 5.

【0022】カラム3は、過マンガン酸カリウムを含浸
させたアルミナ粒子を充填したものである。
Column 3 is packed with alumina particles impregnated with potassium permanganate.

【0023】図2は図1について説明したカラムを具体
的に表した要部切断側面図であり、図に於いて、11は
プラスチック製容器、12は送気口、13は排気口、1
4A及び14Bはステンレス製メッシュ、15A及び1
5Bは通気性スポンジ、16は過マンガン酸カリウム含
浸アルミナ・ビーズをそれぞれ示している。
FIG. 2 is a cutaway side view of a main part specifically showing the column described with reference to FIG. 1. In the figure, 11 is a plastic container, 12 is an air supply port, 13 is an exhaust port, 1
4A and 14B are stainless steel meshes, 15A and 1
5B shows a breathable sponge, and 16 shows alumina beads impregnated with potassium permanganate.

【0024】図3はアルミナ・ビーズに過マンガン酸カ
リウムを含浸させる場合に用いる装置を説明する図であ
って、21はデシケータ、22は蓋板、23及び24は
コック、25は減圧ポンプ、26はピペット、27はコ
ック、28はビーカ、29は活性アルミナ・ビーズ、3
0は水もしくは過マンガン酸カリウム水溶液をそれぞれ
示している。
FIG. 3 is a view for explaining an apparatus used for impregnating potassium permanganate into alumina beads. 21 is a desiccator, 22 is a cover plate, 23 and 24 are cocks, 25 is a vacuum pump, 26 Is a pipette, 27 is a cock, 28 is a beaker, 29 is activated alumina beads, 3
0 indicates water or an aqueous solution of potassium permanganate, respectively.

【0025】図示の装置を用いて過マンガン酸カリウム
含浸アルミナ・ビーズ16を作成する工程の一例につい
て説明する。
An example of a process for preparing the alumina beads 16 impregnated with potassium permanganate using the illustrated apparatus will be described.

【0026】 市販の直径が4〔mm〕〜8〔mm〕
のアルミナ・ビーズをビーカ28に例えば300〔g〕
収容し、減圧可能なデシケータ21内にセットする。 デシケータ21の蓋板22に設けられている穴に水
を入れた300〔ml〕用のピペット26をセットし、
先端をビーカ28の直上近傍に位置させる。 コック24及び27を閉じ、デシケータ21に付属
するコック23に減圧ポンプ25を接続して、1/10
〜1/20〔気圧〕程度に減圧した後、コック23を閉
じる。 コック27を開き、アルミナ・ビーズ29が充分に
濡れるまで水を流入させてから、コック27を閉じる。 コック24を徐々に開き、デシケータ21内を常圧
に戻す。 ビーカ28を取り出し、余分な水分を流出させ、重
量を測定してアルミナ・ビーズ29に含浸した水の重量
を知得する。 で測定したアルミナ・ビーズ29に含浸した水の
重量と同量の過マンガン酸カリウム飽和水溶液をピペッ
ト26に収容する。 前記乃至で説明した工程と同様な工程を経て、
アルミナ・ビーズ29に過マンガン酸カリウム飽和水溶
液を含浸させる。但し、過マンガン酸カリウム飽和水溶
液は全量使用する。 デシケータ21からビーカ28を取り出し、乾燥機
にセットし、温度を例えば110〔℃〕として5〔時
間〕の乾燥を行なう。
A commercially available diameter of 4 mm to 8 mm
Alumina beads in a beaker 28 of, for example, 300 g
It is stored and set in the desiccator 21 which can be decompressed. A 300 [ml] pipette 26 filled with water is set in a hole provided in the lid plate 22 of the desiccator 21,
The tip is located immediately above the beaker 28. The cocks 24 and 27 are closed, the decompression pump 25 is connected to the cock 23 attached to the desiccator 21, and
After reducing the pressure to about 1/20 [atm], the cock 23 is closed. The cock 27 is opened, water is allowed to flow until the alumina beads 29 are sufficiently wet, and then the cock 27 is closed. The cock 24 is gradually opened to return the interior of the desiccator 21 to normal pressure. The beaker 28 is taken out, excess water is allowed to flow out, and the weight is measured to determine the weight of the water impregnated in the alumina beads 29. A saturated aqueous solution of potassium permanganate in the same amount as the weight of the water impregnated in the alumina beads 29 measured in step (1) is placed in the pipette 26. Through the same steps as the steps described above,
Alumina beads 29 are impregnated with a saturated aqueous solution of potassium permanganate. However, use the entire potassium permanganate saturated aqueous solution. The beaker 28 is taken out of the desiccator 21, set in a dryer, and dried at a temperature of, for example, 110 ° C. for 5 hours.

【0027】前記のようにして得られたアルミナ・ビー
ズ29の重量は321〔g〕であって、含浸されている
過マンガン酸カリウムの重量は約21〔g〕であり、こ
のアルミナ・ビーズ29の約50〔g〕を図2について
説明したプラスチック製容器11に充填するものであっ
て、プラスチック製容器11は、例えば透明アクリルを
材料とし、寸法は直径が40〔mm〕、長さが100
〔mm〕である。
The weight of the alumina beads 29 obtained as described above was 321 g, and the weight of the impregnated potassium permanganate was about 21 g. Is filled in the plastic container 11 described with reference to FIG. 2, and the plastic container 11 is made of, for example, a transparent acrylic material, has a diameter of 40 mm, and a length of 100 mm.
[Mm].

【0028】さて、切り替え弁4は、電磁力で駆動され
る、いわゆる電磁弁であって、ポンプ1から送入されて
くる空気をNO2 ガス・センサ5に直接送るか、或い
は、カラム3を経由した空気をNO2 ガス・センサ5に
送るように切り替える役割を果たしている。
The switching valve 4 is a so-called electromagnetic valve which is driven by an electromagnetic force. The switching valve 4 sends air supplied from the pump 1 directly to the NO 2 gas sensor 5 or connects the column 3 to the NO 2 gas sensor 5. It serves to switch the passed air to be sent to the NO 2 gas sensor 5.

【0029】NO2 ガス・センサ5は、電気化学方式の
ものであれば、どのようなタイプのものを用いても良い
が、本発明の場合、定電位電解タイプ(要すれば、「特
公昭61−56777号公報」、「特公平6−5637
6号公報」、などを参照)及び起電力測定タイプ(要す
れば、「特開平4−142455号公報」、を参照)に
ついて実験した。尚、定電位電解タイプのNO2 ガス・
センサは市販品を用いた。
The NO 2 gas sensor 5 may be of any type as long as it is of the electrochemical type, but in the case of the present invention, the constant-potential electrolytic type (if necessary, No. 61-56777 ", and Japanese Patent Publication No. 6-5637.
6) and an electromotive force measurement type (refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-142455 if necessary). In addition, NO 2 gas of constant potential electrolysis type
A commercially available sensor was used.

【0030】図4は電気化学方式のNO2 ガス・センサ
を表す要部説明図であり、(A)は定電位電解方式のも
の、(B)は起電力測定方式のものをそれぞれ示してい
る。
FIGS. 4A and 4B are main part explanatory diagrams showing an electrochemical NO 2 gas sensor, in which FIG. 4A shows a constant potential electrolysis type, and FIG. 4B shows an electromotive force measurement type. .

【0031】図4(A)に於いて、31は電解質、32
は作用電極、33は対電極、34は参照電極、35は拡
散膜、36は空気流通路をそれぞれ示している。尚、図
ではセンサ・ヘッドの部分を表している。
In FIG. 4A, reference numeral 31 denotes an electrolyte;
Denotes a working electrode, 33 denotes a counter electrode, 34 denotes a reference electrode, 35 denotes a diffusion film, and 36 denotes an air flow passage. It should be noted that the drawing shows a sensor head portion.

【0032】定電位電解方式は、印加電圧V=一定なる
条件の下で流れる電流Iを測定する方式であって、作用
電極32の表面電位Eを参照電極34で測定しながら、
その表面電位Eを基準として対電極33との間の電圧V
を一定となるように制御し、そのとき流れる電流Iを測
定する。測定対象物質が拡散膜35中で定常的な濃度勾
配をもち、その勾配の傾きが物質の濃度に比例し、電極
表面での濃度に比例して電流Iが流れる。
The constant potential electrolysis method is a method of measuring a current I flowing under an applied voltage V = constant condition, while measuring a surface potential E of a working electrode 32 with a reference electrode 34.
Voltage V between counter electrode 33 based on surface potential E
Is controlled to be constant, and the current I flowing at that time is measured. The substance to be measured has a steady concentration gradient in the diffusion film 35, and the gradient of the gradient is proportional to the concentration of the substance, and the current I flows in proportion to the concentration on the electrode surface.

【0033】前記定電位電解方式のNO2 ガス・センサ
でNO2 を測定する場合、作用電極32(陰極)に於け
る反応は下記の式(1)で表され、対電極33(陽極)
に於ける反応は下記の式(2)で表され、従って、全反
応式は下記の式(3)のようになる。 NO2 +2e- →NO+O2- ・・・・ (1) O2-→1/2O2 +2e- ・・・・ (2) NO2 →NO+1/2O2 ・・・・ (3)
When NO 2 is measured by the above-mentioned potentiostatic NO 2 gas sensor, the reaction at the working electrode 32 (cathode) is represented by the following equation (1), and the counter electrode 33 (anode)
Is represented by the following equation (2), and therefore, the entire reaction equation is represented by the following equation (3). NO 2 + 2e - → NO + O 2- ···· (1) O 2- → 1 / 2O 2 + 2e - ···· (2) NO 2 → NO + 1 / 2O 2 ···· (3)

【0034】図示のセンサ・ヘッドの大きさは、30
〔mm〕φ×20〔mm2 〕〜100〔mm〕φ×30
〔mm2 〕程度であって、全体の大きさは、150×1
00×50〔mm3 〕程度である。
The size of the sensor head shown is 30
[Mm] phi × 20 [mm 2] to 100 [mm] phi × 30
[Mm 2 ], and the overall size is 150 × 1
It is about 00 × 50 [mm 3 ].

【0035】図4(B)に於いて、41は固体電解質
(NASICON円盤)、42は補助層、43はAuか
らなるメッシュ、44はAuからなるワイヤ、45は無
機接着層、46は白金黒、47はPtからなるメッシ
ュ、48は石英管をそれぞれ示している。尚、図では、
センサ・ヘッドの部分を表している。
In FIG. 4B, 41 is a solid electrolyte (NASICON disk), 42 is an auxiliary layer, 43 is a mesh made of Au, 44 is a wire made of Au, 45 is an inorganic adhesive layer, and 46 is platinum black. , 47 indicate a mesh made of Pt, and 48 indicates a quartz tube. In the figure,
The part of the sensor head is shown.

【0036】起電力測定方式は、電池を形成させること
で発生する電圧を測定する方式であって、電解質には、
イオンを通過できる固体電解質を使うのが普通であり、
ここで用いている固体電解質はNASICON(Na+
super ionic conductor)と呼ば
れるものである。
The electromotive force measurement method is a method for measuring a voltage generated by forming a battery.
It is common to use a solid electrolyte that can pass ions,
The solid electrolyte used here is NASICON (Na +
This is called a super ionic conductor.

【0037】従来のNASICONでは起電力が小さい
が、その表面にNaNO2 −Li2CO3 からなる補助
層42を形成すると起電力が大きくなるのであるが、空
気中のCO2 (〜0.03〔容積%〕)の影響が大きく
なる。
[0037] While the conventional NASICON electromotive force is small, although the to form an auxiliary layer 42 made of NaNO 2 -Li 2 CO 3 on the surface of the electromotive force is increased, CO 2 in air (0.03 [% By volume]).

【0038】NaNO2 −Li2 CO3 のモル比が9:
1であれば、CO2 の影響は小さくなり、NO2 の濃度
に対して約3〔ppbv〕程度のノイズを発生するだけ
で済み、しかも、極端に低濃度のNO2 に対し特に優れ
た感応性を示すようになり、5〔ppbv〕以上のNO
2 濃度を計測することができる。
When the molar ratio of NaNO 2 —Li 2 CO 3 is 9:
If 1, the influence of CO 2 is decreased, need only generate about 3 [ppbv] about noise against the concentration of NO 2, moreover, particularly good with respect to NO 2 extremely low concentration sensitive , And NO of 5 [ppbv] or more
2 The concentration can be measured.

【0039】前記起電力測定方式のNO2 ガス・センサ
に於ける起電力は、150〔℃〕に於いて5〔ppb〕
〜200〔ppm〕という広いNO2 濃度範囲に亙って
ネルンストの式に従い、その傾斜からNO2 の1電子還
元が推定された。尚、150〔℃〕に於ける10〔pp
m〕と5〔ppb〕に対する応答時間は、それぞれ約8
〔秒〕及び3〔分〕である。尚、このNO2 ガス・セン
サは150〔℃〕程度の高温にしないと感度が小さいの
で、周囲に小さいヒーターを設けて加熱しながら使用す
るのが普通である。
The electromotive force in the NO 2 gas sensor of the electromotive force measuring method is 5 [ppb] at 150 ° C.
One-electron reduction of NO 2 was estimated from the slope according to Nernst's equation over a wide NO 2 concentration range of 200 ppm. In addition, 10 [pp] at 150 [° C]
m] and 5 [ppb] are about 8
[Seconds] and 3 [minutes]. Since the sensitivity of the NO 2 gas sensor is low unless the temperature is raised to a high temperature of about 150 ° C., it is common to use a small heater around the heater while heating.

【0040】前記起電力測定方式のNO2 ガス・センサ
でNO2 を測定する場合、作用電極であるAuメッシュ
43に於ける反応は下記の式(4)で表され、対電極で
あるPtメッシュ47に於ける反応は下記の式(5)で
表され、従って、全反応式は下記の式(6)のようにな
る。 Na+ +NO2 +e- =NaNO2 ・・・・ (4) Na+ +1/4O2 +e- =1/2Na2 O(in NASICON) ・・・・ (5) NO2 +1/2Na2 O=NaNO2 +1/4O2 ・・・・ (6)
When NO 2 is measured by the NO 2 gas sensor of the electromotive force measuring method, the reaction at the Au mesh 43 as the working electrode is expressed by the following equation (4), and the Pt mesh as the counter electrode is The reaction in 47 is represented by the following formula (5), and therefore, the entire reaction formula is as shown in the following formula (6). Na + + NO 2 + e = NaNO 2 (4) Na + + / O 2 + e = eNa 2 O (in NASICON) (5) NO 2 + / Na 2 O = NaNO 2 + / O 2 ··· (6)

【0041】図示のセンサ・ヘッドの大きさは、15
〔mm〕φ×20〔mm3 〕程度であって、全体の大き
さは、100×100×30t 〔mm2 〕程度である。
The size of the sensor head shown is 15
[Mm] φ × 20 [mm 3 ], and the overall size is about 100 × 100 × 30 t [mm 2 ].

【0042】前記窒素酸化物検知装置の構成に関する説
明を踏まえ、以下、該窒素酸化物検知装置を用いて空気
中の窒素酸化物の濃度を測定する場合について説明する
が、ここで取り扱う空気は、実験的に作った一定濃度の
NOとNO2 を含んだ空気である。
Based on the description of the structure of the nitrogen oxide detection device, a case where the concentration of nitrogen oxides in the air is measured using the nitrogen oxide detection device will be described below. Experimentally produced air containing fixed concentrations of NO and NO 2 .

【0043】窒素酸化物検知装置に於けるカラム3は、
前記した通り、ゼロガス発生器で用いているものと同
様、過マンガン酸カリウムを含浸したアルミナ・ビーズ
を充填したものであり、また、NO2 ガス・センサ5は
定電位電解タイプである。
Column 3 in the nitrogen oxide detector is
As described above, like the one used in the zero gas generator, it is filled with alumina beads impregnated with potassium permanganate, and the NO 2 gas sensor 5 is of a potentiostatic electrolytic type.

【0044】ポンプ1から前記空気を送入すると、一部
は第1のガス流路61 を流れて切り替え弁4に達し、残
部は第二のガス流路62 を流れると共にカラム3を経由
して切り替え弁4に達する。
[0044] When fed the air from the pump 1, via the column 3 together with a portion reaches the switching valve 4 flows a first gas flow path 61, the remainder flows through the second gas flow passage 6 2 To reach the switching valve 4.

【0045】ここで、窒素酸化物に着目すると、切り替
え弁4に直接達する空気にはNO+NO2 が含まれ、カ
ラム3を経由した空気にはNO2 のみが含まれているか
ら、切り替え弁4を何れかに切り替えておくことで、N
2 ガス・センサ5では、NO+NO2 、即ち、NOx
を検知するか、或いは、NO2 のみを検知することにな
る。
Here, focusing on the nitrogen oxides, the air directly reaching the switching valve 4 contains NO + NO 2, and the air passing through the column 3 contains only NO 2. By switching to either, N
In the O 2 gas sensor 5, NO + NO 2 , that is, NO x
Or only NO 2 is detected.

【0046】従って、[NO]+[NO2 ]=[N
x ]及び[NO2 ]を測定することができるから、
[NOx ]−[NO2 ]=[NO]の計算から[NO]
を知ることができる。
Therefore, [NO] + [NO 2 ] = [N
O x ] and [NO 2 ] can be measured,
[NO] from the calculation of [NO x ] − [NO 2 ] = [NO]
You can know.

【0047】図5は本発明に於ける実験に依って得られ
た窒素酸化物濃度の測定例を表にした図であり、図には
三例が示されていて、何れの場合にも、正確な測定値が
得られていることを看取でき、少なくとも、10〔pp
b〕オーダの[NO]と[NO2 ]及びその総和である
[NOx ]を測定できることが理解されよう。
FIG. 5 is a table showing a measurement example of the nitrogen oxide concentration obtained by an experiment in the present invention. FIG. 5 shows three examples, and in each case, It can be seen that accurate measurements were obtained, at least 10 [pp
b] It will be understood that [NO] and [NO 2 ] of the order and the total [NO x ] thereof can be measured.

【0048】図6は本発明の窒素酸化物検知装置の一例
と化学発光法の窒素酸化物検知装置との利害得失を表に
した図であり、図からすると、本発明に依る窒素酸化物
検知装置では、検知部分が小さいだけでなく、基準にな
るO2 の供給と濃度測定、及び、O3 の発生器と除去器
が不要であり、従って、空気の流路も単純なので、チュ
ーブの本数が少なく、全長も短く、しかも、ポンプ及び
電磁弁の数も少なくて済むので、全体として小型化でき
ることが看取されよう。
FIG. 6 is a table showing the advantages and disadvantages of an example of the nitrogen oxide detector of the present invention and the nitrogen oxide detector of the chemiluminescence method. in the apparatus, not only the detection portion is small, the supply and concentration measurement becomes the reference O 2, and is unnecessary O 3 generator and remover is therefore since the flow path of the air is also simple, the number of tubes It can be seen that the size can be reduced as a whole because the number of pumps and solenoid valves is small and the total length is short.

【0049】本発明に依る窒素酸化物検知装置に於いて
は、無人の状態で長期間に亙って継続的に窒素酸化物を
検知・測定できることが大きな利点になっているが、ア
ルミナ・ビーズに含浸させた過マンガン酸カリウムでN
OをNO2 に酸化する手段を採っている為、時間経過に
ともない、当然、その酸化能力は失われるので、所定期
間毎に保守を行なう必要があり、ビーズ交換に関する実
験に依れば、保守から保守までの期間は3か月乃至1年
の範囲であることが判っている。
The nitrogen oxide detecting apparatus according to the present invention has a great advantage in that nitrogen oxide can be continuously detected and measured over a long period of time in an unmanned state. N with potassium permanganate impregnated
Since the means for oxidizing O to NO 2 is employed, the oxidizing ability is naturally lost with the passage of time. Therefore, it is necessary to perform maintenance every predetermined period. It has been found that the period from to maintenance can range from three months to one year.

【0050】この期間は、空気中に含まれるNOの濃度
の影響は勿論であるが、カラムの大きさ及び充填する活
性アルミナ・ビーズの量に依存することは云うまでもな
い。
This period depends not only on the concentration of NO contained in the air but also depends on the size of the column and the amount of the activated alumina beads to be packed.

【0051】検知部分の大きさを150×200×50
t 程度にする場合、カラムの大きさは40〔mm〕φ×
100〔mm3 〕程度でなければならず、その場合に
は、約6か月毎に新品と交換する必要がある。
The size of the detection part is 150 × 200 × 50
In the case of about t , the size of the column is 40 mm
It must be about 100 [mm 3 ], in which case it is necessary to replace it with a new one about every six months.

【0052】また、空気中の塵埃などを除去する為のフ
ィルタである通気性スポンジを用いることは必須であ
り、その通気性スポンジに関しては、目詰まりを起こし
た場合には交換が必要であり、フィルタの自動洗浄機能
を付与した場合であっても、3か月乃至6か月毎に交換
しなければならず、更にまた、電気化学方式に依るセン
サの場合、3か月程度の期間毎に校正を行なうことが望
ましい。
It is essential to use a gas permeable sponge which is a filter for removing dust and the like in the air. The gas permeable sponge needs to be replaced when clogging occurs. Even if the filter is provided with an automatic cleaning function, the filter must be replaced every three to six months. In addition, in the case of a sensor based on an electrochemical system, it must be replaced every three months. It is desirable to perform calibration.

【0053】前記諸点からすると、本発明のセンサで
は、3か月毎の保守を行なうことが好ましいが、因みに
化学発光法に於いては、計測開始時にシリカゲルの乾燥
・交換を必ず行なうことが必要であり、そして、量にも
依るが40時間で変色するとされていて、加えて、フィ
ルタの交換も同様であることなどを考えれば、本発明の
センサはメンテナンス・フリーに近いといっても過言で
はない。
From the above points, it is preferable to perform maintenance every three months in the sensor of the present invention. However, in the chemiluminescence method, it is necessary to dry and replace silica gel at the start of measurement. It is said that the color of the sensor of the present invention is almost maintenance-free, considering that the color changes in 40 hours depending on the amount, and that the filter replacement is the same. is not.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明に依る窒素酸化物検知装置に於い
ては、空気を切り替え弁まで直接送入し得る第一のガス
流路及び過マンガン酸カリウムを保持した粒子を充填し
たカラムを介して空気を前記切り替え弁まで送入し得る
第二のガス流路、切り替え弁から送出されるNO+NO
2 であるNOx を含む空気或いは略NO2 のみを含む空
気を電気化学方式のNO2 ガス・センサに送入する第三
のガス流路を備える。
In the nitrogen oxide detector according to the present invention, the first gas flow path through which air can be directly fed to the switching valve and the column filled with particles holding potassium permanganate are used. Second gas flow path through which air can be sent to the switching valve, and NO + NO sent out from the switching valve.
A third gas flow path is provided for feeding air containing NO x or air containing substantially only NO 2 to an electrochemical NO 2 gas sensor.

【0055】前記構成を採ることに依り、化学発光法を
実施する窒素酸化物検知装置に比較し、小型且つ安価で
あって、また、保守が容易である窒素酸化物検知装置を
実現することができ、無人且つ継続的な検知及び測定を
行なうのに好適である。
By adopting the above configuration, it is possible to realize a nitrogen oxide detecting device that is small, inexpensive, and easy to maintain as compared with a nitrogen oxide detecting device that performs a chemiluminescence method. It is possible to perform unattended and continuous detection and measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態を説明する為の窒素酸化
物検知装置を表す要部ブロック図である。
FIG. 1 is a main block diagram showing a nitrogen oxide detecting device for describing an embodiment of the present invention.

【図2】図1について説明したカラムを具体的に表した
要部切断側面図である。
FIG. 2 is a cutaway side view of a main part specifically showing the column described with reference to FIG. 1;

【図3】アルミナ・ビーズに過マンガン酸カリウムを含
浸させる場合に用いる装置を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an apparatus used when impregnating alumina beads with potassium permanganate.

【図4】電気化学方式のNO2 ガス・センサを表す要部
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view of a principal part showing an electrochemical type NO 2 gas sensor.

【図5】本発明に於ける実験に依って得られた窒素酸化
物濃度の測定例を表にした図である。
FIG. 5 is a table showing a measurement example of a nitrogen oxide concentration obtained by an experiment in the present invention.

【図6】本発明の窒素酸化物検知装置の一例と化学発光
法の窒素酸化物検知装置との利害得失を表にした図であ
る。
FIG. 6 is a table showing the advantages and disadvantages of an example of the nitrogen oxide detector of the present invention and the nitrogen oxide detector of the chemiluminescence method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ポンプ 2 ガス流量計 3 カラム 4 切り替え弁 5 NO2 ガス・センサ 6 ガス送入管 71 ,72 ,73 第1乃至第3のガス流路 8 ガス送出管DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pump 2 Gas flow meter 3 Column 4 Switching valve 5 NO 2 gas sensor 6 Gas inlet pipe 7 1 , 7 2 , 7 3 First to third gas flow paths 8 Gas outlet pipe

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】空気が第1のガス流路を流れて直接送入さ
れ且つ空気が第2のガス流路及び過マンガン酸カリウム
を保持した粒子を充填したカラムを流れて送入される切
り替え弁と、 該切り替え弁から送出されるNO+NO2 であるNOx
を含む空気或いは略NO2 のみを含む空気が第3のガス
流路を流れて送入される電気化学方式のNO2ガス・セ
ンサとを備えてなることを特徴とする窒素酸化物検知装
置。
1. A switch in which air is fed directly through a first gas flow path and air is fed through a second gas flow path and a column filled with particles holding potassium permanganate. A valve, and NO x that is NO + NO 2 delivered from the switching valve.
A nitrogen oxide sensor comprising an electrochemical NO 2 gas sensor through which air containing NO or air containing substantially only NO 2 flows and is supplied through a third gas flow path.
【請求項2】電気化学方式のNO2 ガス・センサが定電
位電解タイプ或いは起電力測定タイプの何れかであるこ
とを特徴とする請求項1記載の窒素酸化物検知装置。
2. The nitrogen oxide detecting device according to claim 1, wherein the electrochemical NO 2 gas sensor is one of a potentiostatic electrolytic type and an electromotive force measuring type.
【請求項3】ガス流路の適所に設置され空気を流すポン
プ及び空気の流量を検出して該ポンプの動作を制御する
ガス流量計を備えてなることを特徴とする請求項1或い
は2記載の窒素酸化物検知装置。
3. The apparatus according to claim 1, further comprising a pump installed at an appropriate position in the gas flow path to flow the air, and a gas flow meter for detecting the flow rate of the air and controlling the operation of the pump. Nitrogen oxide detector.
JP10034394A 1998-02-17 1998-02-17 Nitrogen oxide detecting device Withdrawn JPH11230870A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002081986A (en) * 2000-09-11 2002-03-22 New Cosmos Electric Corp Gas suction device and gas detector
JP2014163720A (en) * 2013-02-22 2014-09-08 Iwatani Internatl Corp METHOD FOR DETECTING NOx GAS IN OZONE-CONTAINING GAS AND DEVICE THEREOF

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002081986A (en) * 2000-09-11 2002-03-22 New Cosmos Electric Corp Gas suction device and gas detector
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